病毒參與了人類的進化！
科學家在研究人類DNA時發現，人類的基因中有數以千計的組成部分來自病毒。更確切地說，來自逆轉錄病毒——這類病毒為了增殖，直接將基因注入被其感染的細胞內。
這些神秘的序列似乎已在人類DNA中“自說自話”了很久。其中一些像“流浪漢”，一會兒在這處，一會兒又移動到另一處；另一些則像“瘋子”，無數次地自我複製，然後到處插足。科學家把有以上行為的序列命名為“轉座子”。
轉座子
通過不停地增殖，轉座子幾乎佔據了人類遺傳物質的半壁江山！理論上，轉座子並非全部來源於古老的逆轉錄病毒。逆轉錄病毒的貢獻僅佔人類DNA的8%至10%。但這一比例已然不小，更何況還存在被低估的可能：有些轉座子來源於更為古老的病毒，以至於無法被科學家識別。
如今，大部分轉座子已停止大肆增殖或流浪，但它們在人類遠祖DNA中的折騰曾產生過巨大的影響！從大約6億年前最原始的脊椎動物開始，它們對人類祖先物種的遺傳物質的入侵持續了成千上萬年。
細胞核的出現 與細菌及最原始的生命體不同，構成動 植 物 的細 胞 有 核（照片中的深色斑點），細胞核對細胞 DNA 形 成保護，使得多細胞生物的形成成為可能。然而，細胞核可能是某個古老病毒的遺物！
這一入侵在科學家看來很不簡單：為了把自己的DNA強塞給受感染動物的後代，病毒必須在不構成傷害的前提下入侵動物的生殖細胞（卵子或精子），嵌入的DNA還不能影響動物後代的發育。
有性生殖出現 病毒進入細胞需要鑰匙，即一種存在於病毒衣殼中，可幫助病毒穿透細胞膜的蛋白質。有性生殖中，精子進入卵子同樣需要鑰匙，且精子的鑰匙與病毒的鑰匙相似度極高，以至胎盤出現胎盤（左圖中的 莢 狀 物 ）令哺乳動物（除卻若干例 外 ） 的胚 胎 得 以在其母體內發 育。 胎 盤由胚胎細胞細胞
胎盤出現 胎盤（圖中的 莢 狀 物 ）令哺乳動物（除卻若干例 外 ） 的胚 胎 得 以在其母體內發 育。 胎 盤由胚胎細胞細胞膜融合形成，而融合所使用的工具可能是病毒的遺產，因為有些病毒會融合自己和細胞的外殼以潛入細胞內部。
這太難了……但以這一入侵在人類DNA中造成的結果來看，病毒嵌入的基因的確並不全對人類遠祖有害，其中有些甚至是幫助人類進化到如今這副模樣的功臣。
有益的突變
病毒竟然是點化人類以及人類祖先的小仙女？
簡直不可思議，但科學家對此言之鑿鑿。因為在他們看來，來自病毒的禮物是創新的源泉，而物種演化需要新事物的刺激。一些個體在接受病毒的饋贈後變得更強壯或更漂亮，他們的生存以及繁殖概率就會比其他個體更高，這樣一來，有益突變便一代代傳遞下去，直到惠及整個物種！
從 20 世紀中葉起，增殖迅速、容易“養殖”、可發生可遺傳變異的病毒，尤其是噬菌體成為了遺傳學家的寵兒。十來名最優秀的生物學家甚至成立了一個名為“噬菌體小組”的俱樂部，由馬克斯·德爾布呂克（Max Delbrück，圖中站立者）主持，以促進彼此間的交流與合作。
那麼病毒究竟給人類帶來了什麼樣的變化呢？鑑於這一事件過去太久，細節已經模糊。病毒首先為人類呈上的可能是一些它們自己的基因，這些基因可指導某些蛋白質的合成。新合成的蛋白質被人類祖先體內的某些細胞所用，讓人類顯示出新的特性。
創新，就是進化！
這些新特性可不容小覷！胎盤就可能起源於病毒送給哺乳動物的一份小禮物。哺乳動物的胚胎因此可以在母體內發育。我們在對演化史的回顧中就介紹了這一巨大變化，而且讀者還可以看到，病毒早在脊椎動物的時代來臨之前就給人類留下了禮物。
逆轉錄病毒不僅為人類祖先提供了基因，還把它們入駐的DNA鬧得天翻地覆。
逆轉錄病毒留給人類的大量基因改造了人類。但逆轉錄病毒並不全都是人類的朋友。比如此處避開白血球攻擊的 HIV 病毒（紅色），它是引發艾滋病的罪魁禍首。
因為轉座子在連續“換位”的過程中，有時會把人類的一段基因帶到別處，比如另一段基因的正中心，由此而來的“混合”基因會導致異常蛋白質的生成，但也有可能讓人類獲得一些新的能力！
我們知道，冗長的DNA分子上不只有基因，還有其他指令序列。基因指導蛋白質的合成，而這些序列則決定蛋白質的合成何時開始、何時結束，以及合成量的多少等。這對母體內的胚胎尤其重要。因為一旦基因沒有被適時讀取，蛋白質就無法適時適量合成，胚胎髮育就會出現異常，比如過短的手臂或尾巴。
擾亂指令序列可促進物種進化。逆轉錄病毒以及到處插足的轉座子可能就幹過這事。比如將自己的指令序列置於人類基因前，從而讓一些新的特徵得到顯現。人類如今的一些整體特徵或許就來源於此。
對付現代病毒的武器
最有意思的是，這些古老的逆轉錄病毒還為人類提供了對付現代病毒的工具！人體細胞在發現病毒DNA時即開始合成干涉蛋白，以向附近細胞示警，並向免疫系統求助。
干擾蛋白質合成
指導干涉蛋白合成的基因是人類自己的，但發佈開始合成干涉蛋白的指令的序列是古老的逆轉錄病毒送給人類的。
總而言之，病毒既是巫婆，也是仙女。正是因為它們對人類祖先物種的改造，我們才成為如今的模樣！
撰文 Oriane Dioux
編譯 吳會敏
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關鍵字: 2019未來科學大獎 生命體 動物
